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Theorem cotsqcscsq

Description: Prove the tangent squared cosecant squared identity ( 1 + ( ( cotA ) ^ 2 ) ) = ( ( cscA ) ^ 2 ) ) . (Contributed by David A. Wheeler, 27-May-2015)

Ref Expression
Assertion cotsqcscsq ⊢ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 → 1 + cot ⁡ A 2 = csc ⁡ A 2

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cotval ⊢ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 → cot ⁡ A = cos ⁡ A sin ⁡ A
2 1 oveq1d ⊢ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 → cot ⁡ A 2 = cos ⁡ A sin ⁡ A 2
3 2 oveq2d ⊢ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 → 1 + cot ⁡ A 2 = 1 + cos ⁡ A sin ⁡ A 2
4 sincossq ⊢ A ∈ ℂ → sin ⁡ A 2 + cos ⁡ A 2 = 1
5 4 oveq1d ⊢ A ∈ ℂ → sin ⁡ A 2 + cos ⁡ A 2 sin ⁡ A 2 = 1 sin ⁡ A 2
6 5 adantr ⊢ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 → sin ⁡ A 2 + cos ⁡ A 2 sin ⁡ A 2 = 1 sin ⁡ A 2
7 sincl ⊢ A ∈ ℂ → sin ⁡ A ∈ ℂ
8 7 sqcld ⊢ A ∈ ℂ → sin ⁡ A 2 ∈ ℂ
9 8 adantr ⊢ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 → sin ⁡ A 2 ∈ ℂ
10 sqne0 ⊢ sin ⁡ A ∈ ℂ → sin ⁡ A 2 ≠ 0 ↔ sin ⁡ A ≠ 0
11 7 10 syl ⊢ A ∈ ℂ → sin ⁡ A 2 ≠ 0 ↔ sin ⁡ A ≠ 0
12 11 biimpar ⊢ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 → sin ⁡ A 2 ≠ 0
13 9 12 dividd ⊢ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 → sin ⁡ A 2 sin ⁡ A 2 = 1
14 13 oveq1d ⊢ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 → sin ⁡ A 2 sin ⁡ A 2 + cos ⁡ A 2 sin ⁡ A 2 = 1 + cos ⁡ A 2 sin ⁡ A 2
15 coscl ⊢ A ∈ ℂ → cos ⁡ A ∈ ℂ
16 15 sqcld ⊢ A ∈ ℂ → cos ⁡ A 2 ∈ ℂ
17 16 adantr ⊢ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 → cos ⁡ A 2 ∈ ℂ
18 9 17 9 12 divdird ⊢ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 → sin ⁡ A 2 + cos ⁡ A 2 sin ⁡ A 2 = sin ⁡ A 2 sin ⁡ A 2 + cos ⁡ A 2 sin ⁡ A 2
19 15 7 jca ⊢ A ∈ ℂ → cos ⁡ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ∈ ℂ
20 2nn0 ⊢ 2 ∈ ℕ 0
21 expdiv ⊢ cos ⁡ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 ∧ 2 ∈ ℕ 0 → cos ⁡ A sin ⁡ A 2 = cos ⁡ A 2 sin ⁡ A 2
22 20 21 mp3an3 ⊢ cos ⁡ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 → cos ⁡ A sin ⁡ A 2 = cos ⁡ A 2 sin ⁡ A 2
23 22 anassrs ⊢ cos ⁡ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 → cos ⁡ A sin ⁡ A 2 = cos ⁡ A 2 sin ⁡ A 2
24 19 23 sylan ⊢ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 → cos ⁡ A sin ⁡ A 2 = cos ⁡ A 2 sin ⁡ A 2
25 24 oveq2d ⊢ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 → 1 + cos ⁡ A sin ⁡ A 2 = 1 + cos ⁡ A 2 sin ⁡ A 2
26 14 18 25 3eqtr4rd ⊢ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 → 1 + cos ⁡ A sin ⁡ A 2 = sin ⁡ A 2 + cos ⁡ A 2 sin ⁡ A 2
27 cscval ⊢ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 → csc ⁡ A = 1 sin ⁡ A
28 27 oveq1d ⊢ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 → csc ⁡ A 2 = 1 sin ⁡ A 2
29 ax-1cn ⊢ 1 ∈ ℂ
30 expdiv ⊢ 1 ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 ∧ 2 ∈ ℕ 0 → 1 sin ⁡ A 2 = 1 2 sin ⁡ A 2
31 29 20 30 mp3an13 ⊢ sin ⁡ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 → 1 sin ⁡ A 2 = 1 2 sin ⁡ A 2
32 7 31 sylan ⊢ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 → 1 sin ⁡ A 2 = 1 2 sin ⁡ A 2
33 sq1 ⊢ 1 2 = 1
34 33 oveq1i ⊢ 1 2 sin ⁡ A 2 = 1 sin ⁡ A 2
35 32 34 eqtrdi ⊢ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 → 1 sin ⁡ A 2 = 1 sin ⁡ A 2
36 28 35 eqtrd ⊢ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 → csc ⁡ A 2 = 1 sin ⁡ A 2
37 6 26 36 3eqtr4rd ⊢ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 → csc ⁡ A 2 = 1 + cos ⁡ A sin ⁡ A 2
38 3 37 eqtr4d ⊢ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ≠ 0 → 1 + cot ⁡ A 2 = csc ⁡ A 2